-
VERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
-
Die
vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
koreanischen Patentanmeldung
Nr. 10-2008-0050074 , angemeldet am 29. Mai 2008, deren
gesamter Inhalt hiermit für alle Zwecke in Bezug genommen
und in die Offenbarung der vorliegenden Anmeldung eingeschlossen
wird.
-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Gebiet der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System zur Erzielung
eines kontinuierlich variablen Ventilhubs an einem Motor, insbesondere
auf ein System zur Erzielung eines kontinuierlich variablen Ventilhubs
an einem Motor, welches Öffnungs-/Schließzeitpunkte
und Öffnungs-/Schließzeiten von Einlass-/Auslassventilen
gemäß der Drehung einer Nockenwelle anpassen kann.
-
Beschreibung des allgemeinen
technischen Hintergrunds
-
Gemäß einem
herkömmlichen Betätigungsmechanismus für
ein Ventil gemäß dem allgemeinen technischen Hintergrund
wurde ein Ventilhub nur gleichmäßig gemäß dem
Profil eines Antriebsnockens eingestellt, der auf einer Nockenwelle
ausgebildet war, aber es war unmöglich, Ventilhub und -dauer
zu ändern. Da ein Motor mit einem fest eingestelltem Ventilhub
und -dauer arbeitete, galt deshalb, dass es unmöglich war,
durch Ändern des Ventilhubs und der Zeitlänge
die Motorleistung zu verbessern und Treibstoffverbrauch zu verringern.
-
Auf
diesem Grunde sind in den letzten Jahren Studien zur Entwicklung
von Ventilbetätigungsmechanismen durchgeführt
worden, welche den Ventilhub, Öffnungs-/Schließzeiten
und Öffnungs-/Schließzeitpunkte gemäß den
Antriebsbedingungen des Motors anpassen können. Einer dieser Betätigungsmechanismen
ist ein System zur Erzielung eines kontinuierlich variablen Ventilhubs
(CVVL = continuously valve lift system), welches durch den Anmelder
der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen worden ist.
-
Da
das System zur Erzielung eines kontinuierlich variablen Ventilhubs
die Öffnungs-/Schließzeitpunkte der Einlass-/Auslassventile
sowie deren Ventilbetriebsbedingungen, wie zum Beispiel einen Ventilhub,
abhängig von Arbeitsbedingungen des Motors an optimale
Bedingungen anpassen kann, ist es möglich, die Motorleistung
durch Anheben der Einlassmenge bei hoher Geschwindigkeit und hoher Belastung
zu verbessern, und auch den Treibstoffverbrauch und Abgase durch
Minimieren des EGR-Effekts oder des Drosselverlusts bei niedriger Geschwindigkeit
und Last zu reduzieren.
-
Jedoch
wurden bei den Systemen zur Erzielung eines kontinuierlich variablen
Ventilhubs gemäß dem allgemeinen Hintergrund der
Technik viele Bauteile verwendet und die zusammengesetzten Aufbauten
waren kompliziert. Da Systeme zur Erzielung eines kontinuierlich
variablen Ventilhubs ausgerichtet waren, um einen oberen Raum einzunehmen,
der höher lag als die Nockenwelle im Zylinderkopf des Motors,
galt weiterhin, dass die Gesamthöhe des Zylinderkopfes
vergrößert werden musste.
-
Deshalb
musste die gesamte Größe eines Motors, der mit
einem System zur Erzielung eines kontinuierlich variablen Ventilhubs
versehen war, vergrößert werden, sodass der Raum
der durch den Motor im Motorraum eingenommen wurde, vergrößert wurde,
was es schwierig machte, eine Reihe anderer Bauteile einzurichten.
-
Weiterhin
gab es eine Vielzahl von beweglichen Bauteilen und der Betriebsmechanismus
wurde dementsprechend komplizierter, sodass es schwierig war, Ventilhub
und -dauer genau und zuverlässig anzupassen, und eine sichere
und ausreichende Lebensdauer für den gesamten variablen
Mechanismus des mit dem System ausgestatteten Motors sicherzustellen.
-
Die
Informationen, die im vorliegenden Abschnitt bezüglich
des allgemeinen technischen Hintergrunds der Erfindung offenbart
wurden, dienen nur zum besseren Verständnis des allgemeinen
Hintergrunds der Erfindung und sollten nicht als eine Anerkenntnis
oder ein wie auch immer gearteter Hinweis aufgefasst werden, dass
diese Informationen Teil des Stands der Technik wären,
der dem Fachmann bereits bekannt ist.
-
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER
ERFINDUNG
-
Verschiedene
Aspekte der vorliegenden Erfindung zielen darauf ab, ein System
zur Erzielung eines kontinuierlich variablen Ventilhubs an einem
Motor bereitzustellen, welches einen kompakten Aufbau mit einer
reduzierten Anzahl von Bauteilen aufweist und unter der Nockenwelle
im Zylinderkopf angebracht ist, um mit vergrößerter
Genauigkeit und Zuverlässigkeit in einfacher Weise zu arbeiten
und eine hohe Lebensdauer sicherzustellen, und welches es insbesondere
möglich macht, die Belegungsplanfreiheit im Motorraum durch
Reduzieren der Gesamthöhe des Zylinderkopfes zu verbessern,
um die Größe des Motors zu vermindern.
-
Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein System zur Erzielung
eines kontinuierlich variablen Ventilhubs für einen Motor
einen Antriebsnocken umfassen, der an einer Nockenwelle befestigt
ist; eine Steuerungswelle, die parallel ist zur Nockenwelle in einem
vorbestimmten Abstand hierzu angebracht; einen oberen Kipphebel,
bei dem ein Ende drehbar an die Steuerungswelle gekoppelt ist und
das andere Ende verschiebbar verbunden ist mit und gedreht wird
von dem Antriebsnocken; einen unteren Kipphebel, welcher wahlweise
durch den oberen Kipphebel gedrückt wird und welcher wahlweise ein
Ventil schiebt; ein Kipphebelstößel, der mit dem unteren
Kipphebel verschiebbar gekoppelt ist und mit dem oberen Kipphebel
in Kontakt steht, wobei der Kipphebelstößel eine
Betriebskraft vom oberen Kipphebel auf den unteren Kipphebel überträgt;
und ein variabler Mechanismus, welcher den Kontaktpunkt des Kipphebelstößels
und des oberen Kipphebels gemäß der Drehung der
Steuerungswelle ändert.
-
Das
andere Ende des oberen Kipphebels kann zum Antriebsnocken hin durch
ein elastisches Element elastisch gestützt sein.
-
Das
andere Ende des oberen Kipphebels kann mit einer Walze versehen
sein.
-
Die
Steuerungswelle kann zwischen dem Antriebsnocken und dem unteren
Kipphebel angebracht sein.
-
Die
Steuerungswelle kann an und einem Betätigungsglied, welches
durch eine Steuerungseinheit geregelt wird, befestigt sein und durch
dieses aktiviert werden, um den Drehwinkel der Steuerungswelle anzupassen.
-
Ein
Profil, welches einen maximalen Hub und unteren Hub gemäß dem
Kontakt mit dem Kipphebelstößel festlegt, kann
an einer unteren Oberfläche des oberen Kipphebels ausgebildet
sein.
-
Der
variable Mechanismus kann einen Steuerungshebel umfassen, bei dem
ein Ende hiervon an der Steuerungswelle befestigt ist und das andere Ende
hiervon den Kipphebelstößel verschiebt, um den
Kontaktpunkt des Kipphebelstößels durch Betrieb
der Steuerungswelle zu ändern; und ein elastisches Element,
welches elastisch den Kipphebelstößel gegen den
Steuerungshebel stützt.
-
Das
elastische Element kann einen variablen Arm umfassen, der drehbar
gekoppelt ist an einem Ende des unteren Kipphebels und welches den
Kipphebelstößel in entgegen gesetzter Richtung
der Betriebsrichtung des Steuerungsarms stützt, wobei das eine
Ende des unteren Kipphebels drehbar am Ventil gekoppelt ist.
-
Der
Kipphebelstößel kann drehbar an eine Kipphebelwelle
und die Kipphebelwelle an einen geneigten Schlitz gekoppelt sein,
der durch den unteren Kipphebelarm hindurch ausgebildet ist, um
es der Kipphebelwelle zu ermöglichen, durch die Drehung der
Steuerungswelle verschiebbar längs des geneigten Schlitzes
bewegt zu werden.
-
Der
geneigte Schlitz kann so aufgebaut sein, dass der obere Bereich
hiervon nahe bei oder an einer Achse ausgerichtet ist, die ein Ende
des unteren Kipphebels und die Steuerungswelle verbindet, um so
den relativen Abstand zwischen der Verbindungswelle und der Steuerungswelle
zu vergrößern, um einen großen Hub zu
realisieren, wobei das eine Ende des unteren Kipphebels drehbar
am Ventil gekoppelt ist.
-
Der
untere Bereich des geneigten Schlitzes kann um einen vorbestimmten
Abstand von der Achse verschoben sein, welche das Ende des unteren Kipphebels
und die Steuerungswelle verbindet, um den relativen Abstand zwischen
der Verbindungswelle und der Steuerungswelle zu verringern, um einen niedrigen
Hub zu realisieren.
-
Der
Kipphebelstößel kann eine Walze sein, die durch
ein Lager drehbar um die Kipphebelwelle angebracht ist.
-
Der
variable Mechanismus kann einen Steuerungshebel umfassen, bei dem
ein Ende an der Steuerungswelle befestigt ist und das andere Ende die
Kipphebelwelle kontaktiert, um die Position der Kipphebelwelle längs
des geneigten Schlitzes durch Bedienung der Steuerungswelle zu verändern,
um den Kontaktpunkt des Kipphebelstößels zu ändern; und
wobei ein elastisches Element die Kipphebelwelle elastisch gegen
den Steuerungsarm stützt.
-
Der
Steuerungsarm kann einstückig integriert mit der Steuerungswelle
ausgebildet sein und eine bogenförmig hervorstehende Oberfläche
aufweisen, welche mit der Kipphebelwelle in Kontakt steht.
-
Das
elastische Element kann einen variablen Arm umfassen, der drehbar
an das eine Ende des unteren Kipphebels gekoppelt ist und die Kipphebelwelle
in einer Richtung entgegengesetzt zur Betriebsrichtung des Steuerungsarms
elastisch stützt.
-
Der
variable Arm kann ein bewegliches Element umfassen, welches teleskopisch
an das eine Ende des unteren Kipphebels gekoppelt ist, wobei ein
Ende des beweglichen Elements drehbar auf der Kipphebelwelle angebracht
ist; und ein elastisches Element, welches gegenüberliegend
dem einen Ende des unteren Kipphebels und dem beweglichen Element
angebracht ist, um das bewegliche Element hin zur hervorstehenden
Oberfläche des Steuerungsarms zu stützen.
-
Ein
bogenförmiger Haltebereich, der einen Aufnahmebereich umfasst,
welche den Steuerungshebel darin hält, um Kontakt zwischen
der Kipphebelwelle und dem Steuerungsarm aufrecht zu erhalten, kann
an dem Ende des beweglichen Elements ausgebildet sein, wobei die
Kipphebelwelle durch den bogenförmigen Haltebereich hindurch
verläuft und sich relativ zur Kipphebelwelle dreht.
-
Die
Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung weisen weitere
Merkmale und Vorteile auf, die in ausführlicherer Weise
ersichtlich werden aus oder dargestellt sind in den beigefügten
und hiermit in Bezug genommenen und zur Offenbarung eingeschlossen
Zeichnungen und der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung
der Erfindung, welche gemeinsam dazu dienen, bestimmte Prinzipien
der vorliegenden Erfindung zu erläutern.
-
KURZE FIGURENBESCHREIBUNG
-
1 ist
eine Ansicht, die den Aufbau eines beispielhaften Systems zur Erzielung
eines kontinuierlich variablen Ventilhubs an einem Motor gemäß der
vorliegenden Erfindung zeigt.
-
2 ist
eine perspektivische Ansicht der 1.
-
3 ist
eine Projektionsdarstellung, die die Innenseite eines unteren Kipphebels
zeigt, und eine Vergrößerung aus 1.
-
4 ist
eine untere perspektivische Ansicht der 1.
-
5 und 6 sind
eine Vorderansicht und eine perspektivische Ansicht, die einen beispielhaften
Betriebszustand bei hohem Hub gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigen.
-
7 und 8 sind
eine Vorderansicht sowie eine perspektivische Ansicht, die einen
Betriebszustand bei niedrigem Hub gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigen.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
-
Im
Folgenden wird detailliert Bezug genommen auf verschiedene Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung(en), wobei Beispiele hierzu in den beigefügten
Zeichnungen veranschaulicht sind und unten beschrieben sind. Obwohl
die Erfindung(en) in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben
wird (werden), ist ersichtlich, dass die vorliegende Beschreibung
nicht beabsichtigt, die Erfindung(en) auf diese beispielhaften Ausführungsformen
zu beschränken. Im Gegenteil ist es beabsichtigt, dass
die Erfindung(en) nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen
abdeckt/abdecken, sondern auch verschiedene Alternativen, Abwandlungen, Äquivalente
und andere Ausführungsformen, die unter den Schutzbereich
der vorliegenden Erfindung, wie durch die beigefügten Ansprüche
definiert, fallen.
-
Unter
Bezugnahme auf die 1 bis 4 ist ein
System zur Erzielung eines kontinuierlich variablen Ventilhubs an
einem Motor zu sehen, der umfasst: Einen Antriebsnocken 10,
eine Steuerungswelle 20, einen oberen Kipphebel 30,
untere Kipphebel 40, Kipphebelstößel 50,
und einen variablen Mechanismus.
-
Der
Antriebsnocken 10 ist auf einer Nockenwelle ausgebildet,
die sich dreht, während sie über einen Synchronriemen
oder eine Synchronkette mit einer Kurbelwelle verbunden ist. Die
Steuerungswelle 20 ist drehbar an einer vorbestimmten Position
in einem Zylinderkopf angebracht. Der obere Kipphebel 30 ist
auf eine Steuerungswelle 20 angepasst und wird durch den
Antriebsnocken 10 gedreht. Die unteren Kipphebel 40 werden
nach unten gedrückt, wenn der obere Kipphebel 30 sich
dreht, um Ventile (Einlass-/Auslassventile) hinunter zu drücken.
Der Kipphebelstößel 50 ist an dem unteren
Kipphebel 40 angebracht und steht in Kontakt mit dem oberen
Kipphebel 30, um die Antriebskraft des oberen Kipphebels 30 auf
den unteren Kipphebel 40 zu übertragen. Der variable
Mechanismus ändert die Position des Kipphebelstößels 50.
-
Die
Steuerungswelle 20 ist in einem vorbestimmten Abstand unterhalb
des Antriebsnockens 10 angebracht, und bei ihr ist ein
Ende mit einem Motor verbunden (einem Schrittmotor, der im Allgemeinen als
CVVL-Motor bezeichnet wird), wobei sich die Steuerungswelle 20 dreht,
wobei eine Motorsteuerungseinheit (ECU = engine control unit) die
Antriebsbedingungen festlegt und die Betriebsrichtung und den Betriebswinkel
des Motors anpasst.
-
Ein
Ende des oberen Kipphebels 30 ist auf die Steuerungswelle 20 aufgesetzt,
während der obere Kipphebel 30 und die Steuerungswelle 20 sich nicht
wechselseitig bei ihrer jeweiligen Drehung stören, sodass
die Steuerungswelle 20 sich relativ zum oberen Kipphebel 30 frei
drehen kann.
-
Die
Oberfläche, welche mit dem Kipphebelstößel 50 der
unteren Oberfläche des oberen Kipphebels 30 in
Kontakt steht, ist in einer gekrümmten Oberfläche
ausgebildet, welche mit dem Umfang des einen Endes nahtlos verbunden
ist, welches in einer kreisförmigen Gestalt um die Steuerungswelle 20 ausgebildet
ist. D. h., dass die gekrümmte Gestalt und ein Abschnitt
des Umfangs des einen Endes ein Kontaktprofil 31 bilden,
welches den Betrag des Schubs des unteren Kipphebels 40 gemäß dem
Kontaktpunkt des Kipphebelstößels 50 ändert.
-
Das
andere Ende des oberen Kipphebels 30 ist mit einer Walze 32 ausgestattet,
die mittels einer Gelenkwelle gekoppelt ist, und die Walze 32 steht
mit dem Antriebsnocken 10 in Kontakt. Eine Feder, die den
oberen Kipphebel 30 zu einem Antriebsnocken 10 dreht,
ist bereitgestellt, um Kontakt zwischen der Walze 32 und
dem Antriebsnocken 10 zu halten. Die Feder kann eine einfache
Spiralfeder sein oder eine Spiralfeder, bei der sich beide Enden
nach außen erstrecken und kann an verschiedenen Positionen
angebracht sein, sodass sie das andere Ende des oberen Kipphebels 30 relativ
zur Steuerungswelle 20 schiebt oder zieht, und die genaue
Anordnung ist in den Figuren nicht gezeigt.
-
Bilden
zwei Ventile ein Paar (zwei Eingangsventile und zwei Auslassventile
werden verwendet, was eine wohl bekannte Anordnung ist, die bei
den meisten Motoren verwendet wird), so ist das Kontaktprofil 31 des
Kipphebelstößels 50 auf dem oberen Kipphebel 30 und
an einem jeden der beiden unteren Enden ausgebildet, und die Walze 32 ist
an einem Vorsprung vom mittleren Bereich zwischen den Profilen angebracht.
-
Dieser
Aufbau ist derselbe wie im unteren Kipphebel 40, wobei
untere Kipphebel 40 mit Kipphebelstößeln 50 über
einem jeden Ventil 1 angebracht sind und die beiden unteren
Kipphebel durch eine Verbindungswelle 42 verbunden sind.
-
Der
untere Kipphebel 40 ist in der Nähe des unteren
Bereichs des oberen Kipphebels 30 angebracht und dabei
ist ein Ende durch einen hydraulischen Laschenjustierer 3 (HLA)
gestützt und das andere steht mit der Spitze des Stammes
des Ventils 1 in Kontakt.
-
Das
Ventil 1 ist mit einer Rückholfeder 2 versehen,
um nach dem Betrieb (Öffnung) in die ursprüngliche
Position zurückzukehren.
-
Ein
geneigter Schlitz 41 ist im unteren Kipphebel 40 ausgebildet,
und die Kipphebelwelle 60 ist so angebracht, dass beide
Enden in geneigte Schlitze 41 der beiden unteren Kipphebel 40 eingeschoben werden,
und ein Kipphebelstößel 50 ist auf der
Kipphebelwelle 60 drehbar angebracht.
-
Die
Kipphebelwelle 60 kann sich in den geneigten Schlitzen 41 nach
oben oder nach unten bewegen.
-
Der
geneigte Schlitz 41 ist so ausgebildet, der der obere Bereich
weiter von der Mitte der Steuerungswelle 20 weg ist als
der untere Bereich.
-
Der
Kipphebelstößel 50 ist eine Art von Walze
und eine Vielzahl von Nadellagern 51 sind zwischen den
Kipphebelstößeln 50 und der Kipphebelwelle 60 angebracht, sodass
die Kipphebelstößel sich frei drehen, wobei sie
einen Rollkontakt mit niedriger Reibung einhalten.
-
Der
variable Mechanismus, welcher bereitgestellt ist, um die Position
der Kipphebelstößel 50 in geneigten Schlitzen 41 zu ändern,
besteht aus einem Steuerungshebel 70, der auf einer Steuerungswalze 20 angebracht
ist, und einem variablen Arm 80, welcher im Mittelbereich
der Verbindungswelle 42 des unteren Kipphebels 40 angebracht
ist.
-
Der
Steuerungshebel 70 kann auf eine Vielzahl von Weisen ausgebildet
sein, zum Beispiel kann er einstückig integriert mit der
Steuerungswelle 20 ausgebildet sein oder als separates
Bauteil ausgebildet sein und dann angeschweißt werden.
-
Alternativ
ist es möglich, ein Loch mit einem Keil durch den oberen
Endbereich des Steuerungshebels 70 hindurch bereitzustellen,
und welcher in die Steuerungswelle 20 in das Loch eingeführt
wird, welches durch den Keil zu verschließen ist. Weiterhin sollten
sich die Steuerungswelle 20 und der Steuerungshebel 70 gemeinsam
um denselben Winkel drehen, wenn die Steuerungswelle 20 durch
den Motor gedreht wird, während sie wechselseitig die Drehung
voneinander beeinflussen.
-
Der
variable Arm 80 ist angebracht, um die Kipphebelwelle 60 mit
der Verbindungswelle 42 des unteren Kipphebels 40 zu
verbinden.
-
Der
variable Arm 80 hat ein Befestigungsende 81, welches
drehbar auf einer Verbindungswelle 42 und einem bewegliches
Element 82 aufgebracht ist, welches drehbar auf der Kipphebelwelle 60 aufgebracht
ist, wobei das bewegliche Element 82 sich durch das Befestigungsende 81 hin-
und herbewegen kann.
-
Bei
verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
ist das bewegliche Element 82 teleskopisch an das Befestigungsende 81 gekoppelt.
Dementsprechend ist die Gesamtlänge des variablen Arms 80 aufgrund
der Hin- und Herbewegung des beweglichen Elements 82 variabel.
-
Eine
Feder 83 ist zwischen dem einen Ende 81 und dem
beweglichen Element 82 angebracht, sodass die Feder 83 komprimiert
wird, während das bewegliche Element 83 in ein
Ende 81 eingeschoben wird, und die zusammengedrückte
Feder übt eine Kraft aus, um ein bewegliches Element 82 nach
außen zu drücken.
-
Ein
bogenförmiger Haltebereich 84 ist an dem Ende
des beweglichen Elements 82 ausgebildet, welches dem Steuerungsarm 70 gegenüberliegt, und
eine Kipphebelwelle 60 ist im Haltebereich 84 angebracht,
sodass sie sich relativ zueinander drehen können.
-
Der
Kontrollarm 70 erstreckt sich von der Kontrollwelle 20 nach
unten und hat eine bogenförmig vorstehende Oberfläche 71 auf
einer Seite, die der Kipphebelwelle 60 gegenüber
liegt, an einem unteren Teil des Körpers. Die vorstehende
Oberfläche 71 steht durch die Öffnung
des Haltebereichs 84 indirektem Kontakt mit der Kipphebelwelle 60,
um die Kipphebelwelle 60 zu drücken, wenn sich
die Steuerungswelle 20 dreht.
-
Der
Betrieb der verschiedenen Ausführungsformen wird im Folgenden
unter Bezugnahme auf die 5 bis 8 beschrieben.
-
Die 5 und 6 veranschaulichen
einen Zustand mit hohem Ventilhub, bei dem der Ventilhub maximal
ist, und wobei die Steuerungswelle 20 im Uhrzeigersinn
durch den Motor gedreht worden ist.
-
Dabei
gilt, dass während sich der Steuerungsarm 70 zusammen
mit der Steuerungswelle 20 im Uhrzeigersinn dreht, dass
die Steuerungsarmwelle 60 zu den oberen Bereiche der geneigten
Schlitze 41 hin nach oben gedrückt wird und ein
Kipphebelstößel 50 zu einem Kontaktpunkt „a” nach
oben bewegt wird. Der Punkt „a” ist die Startposition
für einen Betrieb mit hohem Hub. Weiterhin drückt
die hervorstehende Oberfläche 71 den Kipphebelstößel 50 gemäß der
Bogenform auf nahtlosere Weise nach oben.
-
Eine
Kipphebelwelle 60 bewegt sich längs geneigter
Schlitze 41 nach oben, wobei sich der Abstand von der Verbindungswelle 42 verringert,
und ein variabler Arm 80 ist verkürzt, während
das bewegliche Element 82 in ein Ende 81 eingeführt
wird und eine Feder 83 komprimiert wird. Dementsprechend
wird der relative Abstand zwischen der Verbindungswelle 42 und
der Steuerungswelle 20 ebenfalls vergrößert,
um den Betriebszustand mit hohem Hub zu realisieren.
-
Während
sich der Antriebsnocken 10 in die oben genannte Position
dreht (der Antriebsnocken dreht sich gegen den Uhrzeigersinn), bewegt
sich die Walze 32 nach unten und der obere Kipphebel 30 dreht
sich um die Mitte der Steuerungswelle 20 gegen den Uhrzeigersinn
(nach unten). Dementsprechend werden Kipphebelstößel 50 nach
unten gedrückt und die unteren Kipphebel 40 werden
dementsprechend nach unten gedrückt und als Ergebnis dessen
wird das Ventil 1 gedrückt und die Einlass- /Auslassöffnungen
werden geöffnet.
-
Der
Kontaktpunkt zwischen dem Kipphebelstößel 50 mit
dem oberen Kipphebel 30 bewegt sich längs des
Kontaktprofils 31 des oberen Kipphebels 30 zur
Walze 32, wobei der Betriebsstartpunkt „a” des Kipphebelstößels 50 sich
in seiner höchsten Position befindet. Deshalb wird der
verschobene Betrag des oberen Kipphebels 30 beim Drehen
des Antriebsnockens 10 maximal und der Betriebsbereich
des unteren Kipphebels 40 wird maximal, sodass der hohe Hub,
bei dem der Ventilhub maximal ist, erreicht wird.
-
Die 6 und 7 veranschaulichen
einen niedrigen Hub, bei welchem der Ventilhub minimal ist, und
wobei die Steuerungswelle 20 gegen den Uhrzeigersinn aus
der Position mit hohem Hub durch den Motor gedreht worden ist.
-
Nachdem
die Steuerungswelle 20 sich wie oben beschrieben dreht,
unterstützt die Steuerungswelle 20 die Kipphebelwelle
nicht mehr, sodass das bewegliche Element 82 an einem Ende 81 durch
eine Rückstellkraft der zusammengedrückten Feder 83 herausgedrückt
wird und die Kipphebelwelle 60 drückt. Als Ergebnis
dessen bewegt sich die Kipphebelwelle 60 längs
der geneigten Schlitze 41 nach unten.
-
Dementsprechend
bewegt sich der Kontaktpunkt „a” zwischen den
Kipphebelstößeln 50 mit dem oberen Kipphebel 30 nach
unten zu einem Punkt „b”. Bei diesem Aufbau wird
der relative Abstand zwischen der Verbindungswelle 42 und
der Steuerungswelle 20 verringert. Als Ergebnis dessen
verringert sich der vertikale Abstand zwischen der Verbindungswelle 42 und
der Steuerungswelle 20 ebenfalls, um den Zustand mit abgesenktem
Hub zu realisieren.
-
Deshalb
gilt, dass selbst wenn der obere Kipphebel 30 um denselben
Winkel durch die Drehung eines Antriebsnockens 10 nach
unten gedreht wird, dass ein unterer Hub, bei welchem der Betriebsbetrag
des unteren Kipphebels 40 minimal ist, verglichen mit dem
oberen Hub, wie er in den 5 und 6 gezeigt
ist, realisiert wird.
-
Deshalb
realisiert die Motorsteuerungseinheit einen gewünschten
Ventilhub zwischen dem maximalen Hub und dem minimalen Hub, durch
geeignetes Ändern der Drehposition der Drehwelle 20,
in Abhängigkeit von Änderungen der Betriebsbedingung
des Motors. Weiterhin wird die Ventilzeitdauer durch Änderung
des Ventilhubs geändert.
-
Wie
oben beschrieben kann die vorliegende Erfindung ein System zur Erzielung
eines kontinuierlich variablen Ventilhubs für einen Motor
bereitstellen, welche auf einfache Weise betrieben wird, da sie eine
kleine Anzahl von Bauteilen aufweist, und welche gute Bremseigenschaften
durch Verbessern der Genauigkeit und Zuverlässigkeit im
Betriebsverhalten aufweist.
-
Weiterhin
ist es aus denselben Gründen einfach, die Lebensdauer aufrecht
zu erhalten.
-
Weiterhin
gilt, da das System kompakt ist und unter der Nockenwelle angebracht,
dass es ist möglich, die gesamte Größe
des Motors durch Verringern der Gesamthöhe des Zylinderkopfes
und einer Verbesserung des Einbauraums im Motorraum zu verringern.
-
Zur
Erleichterung der Erklärung und genauen Definition werden
in den beigefügten Ansprüchen die Ausdrücke „obere(r)” und „untere(r)” verwendet, um
die Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen unter
Bezugnahme auf die in den Figuren dargestellten Merkmale verwendet.
-
Die
vorstehenden Beschreibungen der speziellen beispielhaften Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind zu Veranschaulichungszwecken und
zur Beschreibung dargestellt worden. Es ist nicht beabsichtigt,
dass sie abschließend sein sollen oder die Erfindung auf
die spezifischen Offenbarungsformen beschränken sollen,
und offensichtlich sind viele Modifikationen und Abänderungen
im Lichte der oben genannten technischen Lehre möglich. Die
beispielhaften Ausführungsformen wurden gewählt
und beschrieben, um bestimmte Prinzipien der Erfindung sowie ihre
praktische Anwendung zu erläutern, um es hierdurch anderen
Fachleuten zu ermöglichen, verschiedene beispielhafte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sowie auch verschiedene Alternativen
und Abwandlungen hiervon herzustellen und zu verwenden. Es ist beabsichtigt, dass
der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung durch die beigefügten
Ansprüche und ihre Äquivalente definiert sein
soll.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - KR 10-2008-0050074 [0001]